Le volley-ball a été inventé le 9 février 1895 aux États-Unis par un professeur d'éducation physique des UCJG (YMCA), à Holyoke dans le Massachusetts, William G. Morgan (1870-1942), afin d'occuper les athlètes pendant l'hiver. C'est en s'inspirant à la fois du basket-ball et également du tennis, mais surtout du badminton (qui fournit le premier modèle de filet), qu'est née la « mintonette », le 2 décembre 1895. Un autre sport de salle, le basket-ball, a été inventé seulement dix miles (seize kilomètres) plus loin dans la ville de Springfield (Massachusetts), seulement quatre années auparavant. La mintonette se devait d'être un sport de salle moins violent que le basket-ball, pour les membres les plus âgés du Young Men's Christian Association, tout en exigeant toujours un minimum d'effort physique.
Les premières règles, écrites par William G. Morgan, instauraient un filet de 1,98 m de hauteur, un terrain de 15,2 x 7,6 m, et un nombre de joueurs illimité. Un match était composé de neuf tours avec trois services pour chaque équipe dans chaque tour, avec un nombre de contacts avec la balle illimité pour chaque équipe avant son renvoi à l'adversaire. En cas d'une erreur de service, un deuxième essai était permis. Le fait de frapper la balle dans le filet était considéré comme une faute (avec la perte du point ou d'un temps-mort) sauf si cela se passait à la première tentative de service.
Après avoir observé ce sport, Alfred Halstead remarqua la nature de « volée » dans le jeu à son premier match d'exhibition en 1896. Joué à l'International YMCA Training School (aujourd'hui appelé Springfield College), le jeu fut rapidement connu sous le nom de volley-ball (il a été à l'origine orthographié en deux mots: « volley ball »). Les règles du volley-ball furent légèrement modifiées par l'International YMCA Training School et la propagation du jeu dans les UCJG (YMCA) différents
L'histoire du volley-ball aux Jeux olympiques remonte aux Jeux olympiques d'été de 1924 à Paris, où il est pratiqué dans le cadre d'un événement de démonstration sportif américain13. Après la fondation de la FIVB et de quelques confédérations continentales, on commence à envisager son inclusion officielle. En 1957, un tournoi spécial se tient à la 53e session du Comité international olympique à Sofia (Bulgarie), pour soutenir une telle demande. La compétition est un succès et le sport est officiellement inclus dans le programme pour les Jeux olympiques d'été de 1964.
Le tournoi de volley-ball Olympique était à l'origine une compétition simple, dont le format est semblable à celui toujours employé dans la Coupe du Monde: toutes les équipes jouent l'une contre l'autre et sont ensuite classées par les victoires, la moyenne de set, et la moyenne de point. Un inconvénient de ce système de round-robin est que les vainqueurs de médaille pourraient être déterminés avant la fin des jeux, entraînant une perte d'audience pour le résultat des matches restants. Pour changer cette situation, la compétition fut composée de deux phases avec l'addition d'une « final round », un tournoi d'élimination se composant des quarts de finale, des demi-finales et des finales en 1972. Le nombre d'équipes impliquées au tournoi Olympique a grandi progressivement depuis 1964. Depuis 1996, les événements masculins et féminins comptent douze nations participantes. Chacune des cinq confédérations de volley-ball continentales a au moins une fédération nationale affiliée impliquée dans les Jeux olympiques.
L'URSS remporte deux médailles d'or dans la compétition masculine en 1964 et 1968. Après avoir remporté le bronze en 1964 et l'argent en 1968, le Japon remporte finalement l'or chez les garçons en 1972. Chez les femmes, l'or est revenu aux Japonaises en 1964, qui ont reproduit la même performance en 1976. La même année, l'introduction d'une nouvelle adresse offensive a permis à la Pologne de gagner la compétition masculine sur les Soviétiques dans un match très serré de cinq sets. Depuis que les plus fortes équipes masculines de volley-ball appartenaient aux pays de l'Est, le boycott américain n'avait pas autant d'effet sur ces événements que sur la compétition féminine. L'URSS remporte son troisième titre olympique chez les hommes en battant en finale la Bulgarie trois sets à un (même résultat pour l'équipe féminine qui remporte son troisième titre). Avec le boycott de l'URSS aux Jeux olympiques de 1984 à Los Angeles, les États-Unis ont balayé le Brésil dans les finales pour la médaille d'or des hommes.
L'Italie remporte sa première médaille (le bronze chez les garçons) en 1984.
Aux jeux de 1988, Karch Kiraly et Steve Timmons conduisent les États-Unis à un deuxième titre olympique de suite après celui de 1984. En 1992, le Brésil contrarie les Pays-Bas et l'Italie dans la compétition masculine pour remporter sa première médaille d'or. Second, les Pays-Bas, médaillés d'argent chez les hommes en 1992, reviennent emmenés par leurs leaders, Ron Zwerver et Olof van der Meulen, aux jeux de 1996 pour un match de cinq sets en battant l'Italie et remportent le tournoi. Médaillée de bronze masculin en 1996, la Serbie-et-Monténégro (jouant en 1996 et 2000 en tant que République fédérale de Yougoslavie) bat la Russie en finale en 2000, remportant sa première médaille d'or. En 2004, le Brésil remporte un deuxième titre olympique masculin en battant l'Italie en finale. En 2008, après vingt années de disette, la sélection américaine remporte son troisième titre olympique aux dépens du Brésil. C'est son premier succès mondial depuis sa domination des années 1980.